GraphQL là gì? Cách hoạt động và lý do GraphQL được sử dụng trong API hiện đại

Khi một ứng dụng phải phục vụ đồng thời website, mobile app và nhiều nền tảng khác, nhu cầu trao đổi dữ liệu giữa Client và Server cũng trở nên phức tạp hơn. GraphQL mang đến cách tiếp cận linh hoạt khi cho phép Client chủ động xác định dữ liệu cần nhận thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào cấu trúc Response được định sẵn. Đây là lý do GraphQL ngày càng được quan tâm trong quá trình xây dựng API hiện đại. Bài viết này Viettel IDC sẽ giúp bạn tìm hiểu rõ GraphQL là gì và cách công nghệ này vận hành, giúp doanh nghiệp đánh giá đúng khả năng ứng dụng vào hệ thống của mình.

GraphQL là gì?

GraphQL là một ngôn ngữ truy vấn dành cho API, đồng thời là một runtime phía Server được sử dụng để thực thi các Query mà Client gửi đến. GraphQL được Facebook phát triển ban đầu vào năm 2012 để giải quyết những vấn đề trong quá trình phát triển các ứng dụng có nhu cầu lấy dữ liệu ngày càng phức tạp. Đến năm 2015, GraphQL được công khai dưới dạng mã nguồn mở và sau đó phát triển thành một công nghệ API được sử dụng rộng rãi.

Điểm khác biệt quan trọng của GraphQL nằm ở cách Client yêu cầu dữ liệu. Với REST API, mỗi Endpoint thường được thiết kế để trả về một cấu trúc dữ liệu nhất định. Client gửi Request đến Endpoint và nhận Response do Server định nghĩa. Nếu chỉ cần một phần dữ liệu, Client vẫn có thể phải nhận thêm những trường không sử dụng. Ngược lại, GraphQL lại tiếp cận vấn đề theo hướng khác. Client gửi một Query mô tả chính xác những Field mà ứng dụng cần. Server xử lý Query dựa trên Schema và trả về dữ liệu theo đúng cấu trúc mà Client yêu cầu.

Khả năng này đặc biệt hữu ích khi một hệ thống có nhiều loại Client. Website có thể cần nhiều thông tin để hiển thị một trang, trong khi mobile app chỉ cần một phần dữ liệu. Thay vì xây dựng Endpoint riêng cho từng nhu cầu, GraphQL cho phép các Client sử dụng cùng Schema và tự xác định dữ liệu cần lấy.

Các thành phần chính của GraphQL

GraphQL được xây dựng từ nhiều thành phần, trong đó Schema, Query, Mutation và Resolver đóng vai trò quan trọng trong cách API định nghĩa, tiếp nhận và xử lý dữ liệu.

- Schema: Thành phần mô tả cấu trúc của GraphQL API. Nó xác định hệ thống có những Type nào, mỗi Type có những Field nào và Client có thể thực hiện những thao tác gì.

- Query: Sử dụng để đọc dữ liệu. Client không chỉ yêu cầu một Resource mà còn có thể xác định những Field muốn nhận. Đây là điểm tạo nên sự linh hoạt của GraphQL.

- Mutation: Thành phần phục vụ các thao tác làm thay đổi dữ liệu. Client có thể sử dụng Mutation để tạo người dùng, cập nhật thông tin sản phẩm hoặc xóa một bản ghi, miễn là các thao tác này đã được định nghĩa trong Schema và được Server cho phép.

- Resolver: Chịu trách nhiệm cung cấp dữ liệu cho các Field. Đây là phần chứa logic để GraphQL biết phải lấy dữ liệu từ đâu và xử lý như thế nào.

Bên cạnh đó, GraphQL còn có Type System, Arguments, Variables và Directives. Những thành phần này giúp Schema và Query có khả năng mô tả dữ liệu cũng như hành vi API một cách rõ ràng hơn.

GraphQL mang lại lợi ích gì?

GraphQL mang đến nhiều lợi ích trong việc xây dựng và khai thác API, đặc biệt với các hệ thống có nhiều loại Client hoặc dữ liệu được phân tán ở nhiều nguồn. Những lợi ích nổi bật của GraphQL có thể kể đến như: 

- Giảm dữ liệu dư thừa: GraphQL cho phép Client chỉ yêu cầu những Field thực sự cần sử dụng. Server sẽ trả về dữ liệu theo đúng cấu trúc của Query, nhờ đó hạn chế tình trạng nhận thêm nhiều thông tin không cần thiết.

- Giảm số lần gọi API: Một Query có thể lấy nhiều dữ liệu liên quan trong cùng một Request nếu Schema và Resolver được thiết kế phù hợp. Điều này giúp giảm số lần Client phải giao tiếp với Server, đặc biệt hữu ích với những giao diện cần tổng hợp nhiều loại dữ liệu.

- Linh hoạt với nhiều loại Client: Website, Mobile App hoặc các nền tảng khác nhau có thể sử dụng chung một GraphQL API nhưng gửi những Query khác nhau. Mỗi Client có thể lấy lượng dữ liệu phù hợp với nhu cầu mà không nhất thiết phải có Endpoint riêng.

- Kết hợp dữ liệu từ nhiều nguồn: Resolver có thể lấy dữ liệu từ Database, Microservices hoặc API bên ngoài. GraphQL vì vậy có thể đóng vai trò lớp trung gian, giúp Client truy cập dữ liệu từ nhiều hệ thống thông qua một giao diện thống nhất.

- Hỗ trợ Frontend phát triển linh hoạt: Khi nhu cầu hiển thị dữ liệu thay đổi trong phạm vi Schema đã cung cấp, Frontend có thể điều chỉnh Query để lấy thêm hoặc bớt Field mà không nhất thiết phải yêu cầu Backend tạo một Endpoint mới.

- Schema giúp API rõ ràng hơn: Schema định nghĩa cụ thể các Type, Field và thao tác mà API hỗ trợ. Điều này giúp Developer dễ khám phá cấu trúc API, kiểm tra Query và hạn chế những yêu cầu không hợp lệ.

Phần GraphQL khác REST API như thế nào?

GraphQL và REST API đều được sử dụng để xây dựng cơ chế giao tiếp giữa Client và Server nhưng có cách tổ chức dữ liệu khác nhau. REST thường xây dựng nhiều Endpoint tương ứng với các Resource, trong khi GraphQL thường sử dụng một Endpoint và để Client mô tả dữ liệu cần nhận thông qua Query. Bảng sau đây sẽ thể hiện chi tiết sự khác biệt: 

Khi nào nên sử dụng GraphQL?

GraphQL phù hợp khi ứng dụng có nhu cầu truy vấn dữ liệu linh hoạt và thường xuyên phải lấy thông tin từ nhiều nguồn khác nhau. Công nghệ này đặc biệt hữu ích với các hệ thống có nhiều loại Client, kiến trúc Microservices hoặc giao diện cần kết hợp nhiều dữ liệu trong cùng một màn hình.

Khi website và Mobile App cùng sử dụng một Backend nhưng mỗi nền tảng cần tập dữ liệu khác nhau, GraphQL giúp Client tự chọn những Field cần thiết. Nhờ đó, doanh nghiệp không phải tạo thêm nhiều Endpoint chỉ để phục vụ từng giao diện.

Bên cạnh đó, GraphQL cũng đáng cân nhắc khi dữ liệu được phân tán trên nhiều Service. Thay vì để Frontend gọi từng API rồi tự tổng hợp kết quả, GraphQL có thể xử lý việc này ở phía Server và trả về một Response thống nhất.

Với những hệ thống có cấu trúc dữ liệu đơn giản, ít Client và không phát sinh nhu cầu truy vấn phức tạp, REST API thường là lựa chọn gọn và dễ vận hành hơn. Việc sử dụng GraphQL khi chưa có nhu cầu thực tế có thể làm tăng độ phức tạp của hệ thống mà chưa mang lại nhiều giá trị. Do đó, GraphQL nên được lựa chọn khi khả năng truy vấn linh hoạt thực sự giải quyết được vấn đề của ứng dụng, thay vì chỉ sử dụng vì đây là công nghệ API hiện đại.

Kết luận

GraphQL mang đến cách tiếp cận linh hoạt trong việc xây dựng API, cho phép Client chủ động xác định dữ liệu cần nhận và hỗ trợ kết hợp thông tin từ nhiều nguồn. Việc hiểu rõ GraphQL là gì giúp doanh nghiệp đánh giá đúng khả năng ứng dụng công nghệ này thay vì chỉ nhìn vào ưu điểm về truy vấn dữ liệu. Khi lựa chọn đúng bối cảnh, GraphQL có thể trở thành một lớp API hiệu quả cho các ứng dụng hiện đại.